The modifiable areal unit problem in geography or the change-of-support (COS) problem in statistics demonstrates that the interpretation of spatial (or spatio-temporal) data analysis is affected by the choice of resolutions or geographical units used in the study. The ecological fallacy is one famous example of this phenomenon. Here we investigate the ecological fallacy associated with the COS problem for multivariate spatial data with the goal of providing a data-driven discretization criterion for the domain of interest that minimizes aggregation errors. The discretization is based on a novel multiscale metric, called the Multivariate Criterion for Aggregation Error (MVCAGE). Such multi-scale representations of an underlying multivariate process are often formulated in terms of basis expansions. We show that a particularly useful basis expansion in this context is the multivariate Karhunen-Lo`eve expansion (MKLE). We use the MKLE to build the MVCAGE loss function and use it within the framework of spatial clustering algorithms to perform optimal spatial aggregation. We demonstrate the effectiveness of our approach through simulation and through regionalization of county-level income and hospital quality data over the United States and prediction of ocean color in the coastal Gulf of Alaska.


翻译:地理学中的可变面元问题或统计学中的支撑变化问题表明,空间(或时空)数据分析的解释受研究中所用分辨率或地理单元选择的影响。生态学谬误是该现象的著名例子。本文针对多元空间数据中与支撑变化问题相关的生态学谬误展开研究,旨在提出一种数据驱动的感兴趣区域离散化准则,从而最小化聚合误差。该离散化基于一种名为多元聚合误差准则的新型多尺度度量。此类潜在多元过程的多尺度表示通常通过基展开构建。我们证明,该背景下一种特别有用的基展开是多元Karhunen-Loève展开。我们利用多元Karhunen-Loève展开构建多元聚合误差损失函数,并将其应用于空间聚类算法框架中实现最优空间聚合。通过仿真实验、美国县级收入与医院质量数据的区域化分析以及阿拉斯加湾沿岸海洋颜色的预测,我们验证了所提方法的有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月7日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月6日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月4日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月2日
Arxiv
13+阅读 · 2021年5月25日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 6月17日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员